8.2. Классификация окислительно-восстановительных реакций

Различают три типа ОВР: межмолекулярные, внутри-молекулярные и диспропорционирования.

К межмолекулярным ОВР относят реакции, в которых окислитель и восстановитель находятся в разных веществах:

0 +1 +2 0

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂

восстановитель окислитель

К внутримолекулярным ОВР относятся такие реакции, в которых атом-окислитель и атом-восстановитель находятся в одном и том же веществе. В этом случае атом с более положительной степенью окисления окисляет атом с меньшей степенью окисления:

+5 2 +3 0

2NaNO₃ = 2NaNO₂ + O₂

+5 2

N  окислитель, O  восстановитель

3 +6 0 +3

(NH₄)₂Cr₂O₇ = N₂ + Cr₂O₃ + 4H₂O

3 +6

N  восстановитель, Сr  окислитель

Реакции диспропорционирования (или реакции самоокисления-самовосстановления) сопровождаются одновременным увеличением и уменьшением степени окисления атомов одного и того же элемента. Очевидно, что эти реакции возможны для веществ, содержащих атомы с промежуточной степенью окисления:

+6 +7 +4

3K₂MnO₄ + 2H₂O = 2KMnO₄ + MnO₂ + 4KOH

+6

Mn  восстановитель и окислитель

8.3. Составление уравнений

окислительно-восстановительных реакций

В уравнениях реакций, протекающих в газовой или твердой фазе, подбор коэффициентов проводят при помощи метода электронного баланса. В случаях, когда ОВР протекают в растворе используют, как правило, метод электронно-ионного баланса. В основе обоих методов лежит закон сохранения заряда в замкнутой системе.

8.3.1. Метод электронного баланса

В методе электронного баланса полуреакции окисления и восстановления записывают с участием атомов, изменяющих свою степень окисления.

Пример 1. Подобрать коэффициенты в уравнении реакции, протекающей по схеме: KClO₃ KCl + O₂. Определить, к какому типу ОВР относится данная реакция.

Решение.

Сначала определим атомы, изменяющие свою степень окисления:

+5 2 1 0

KClO₃ KCl + O₂

Видно, что атом хлора восстанавливается, а атом кислорода окисляется.

Далее запишем полуреакции окисления и восстановления:

окисление	O^–2 =
восстановление	Cl^+5 = Cl^–1

Число атомов в левой и правой частях уравнений полуреакций должно быть одинаковым:

2O^–2 =

Cl⁺⁵ = Cl^–1

В процессе окисления кислорода участвуют 4 электрона, в процессе восстановления хлора  6.

окисление	2O^–2 4ē = O2	3
восстановление	Cl^+5 + 6ē = Cl^–1	2

Соотношение электронов, отданных при окислении кислорода и принятых при восстановлении хлора, равно 3:2. Складывая уравнения полуреакций, умноженные на соответствующие коэффициенты, получим сначала ионное:

6O^–2 + 2Cl⁺⁵ = 2Cl^–1 + 3O₂

затем молекулярное уравнение:

2KClO₃ = 2KCl + 3O₂

Данная реакция относится к внутримолекулярным ОВР.